一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性和選擇方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性和選擇方法，屬于石油化工和 煤化工領域。
【背景技術】
[0002] 我國是一個富煤貧油的國家，在應對當今石油供需矛盾和貫徹節能減排政策中， 充分利用煤炭和重油資源是保障能源安全的重要選擇，近年來煤直接液化和油煤混煉工藝 成為研究熱點，煤直接液化和油煤共煉技術同源，具有相似性，都W煤和油混合加氨工藝為 核屯、工藝，但又各具特點，煤直接液化工藝是W煤制得的油為循環溶劑，將煤加氨裂解成輕 油和化工產品的過程，油煤混煉工藝是W重質油和煤為原料，將重油和煤變成輕油和化工 產品的過程。
[0003] 煤和油混合加氨工藝中的原料包括原料油和原料煤，相對于原料油，固體煤轉化 更難轉化為液體輕油，根據油上述特點，混煉工藝既要確保油能夠加氨裂化，從重油變成輕 油，還要確保油能夠帶動和促進煤實現加氨裂化，因此必須對原料油和煤進行遽選。
[0004] 煤的成分復雜、種類繁多，主要組成成為為復雜的大分子，大分子W多環芳控形成 的芳核為基本單元，W橋鍵為鏈接紐帶形成的交聯的網狀結構構成固定相，小分子陷在大 分子網狀結構中，為流動相，煤中的多聚芳環是主體。根據煤化程度煤的一般可W分為Ξ個 大類：褐煤、煙煤、無煙煤，每一大類下面又細分出若干小類。不是所有的煤都適于煤和油的 混合加氨工藝，若選擇不得當，煤很難發生反應、煤的轉化率很低，未轉化的煤甚至會磨穿 反應設備和管道，造成油煤混煉失敗。油的種類眾多，且存在油的名稱相同、組成成分可能 相差很大的現狀，比較常見和普遍適用的分類方法是根據油的密度將油分為輕質油、重質 油W及中質油，重質油很難裂化；相對來說，輕質油更容易裂解為氣體控。但不僅需要考慮 選擇相對容易裂化的油還需要考慮所選擇的油能否帶動和促進煤的裂化。因此，如何選擇 合適的煤和油，使二者匹配得當、油帶動煤裂化，整體加氨裂化程度提高是油煤混煉工藝中 的關鍵技術突破。
【發明內容】
陽〇化]基于現有技術中存在的問題，本發明提供一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性 和選擇方法，選擇的油和煤具有良好的匹配性，可充分的發揮協同作用，提高煤和油的轉化 率，液體收率較高。
[0006] 本發明的技術方案：
[0007] 一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性和選擇方法，其特征在于所述油的性質 為：飽和分含量> 8%，鏈燒控含量《6%，芳控含量> 15% ;所述煤的性質為：氨/碳原 子比> 0.55,揮發分> 20 %，空氣干燥基水分《26 %，空氣干燥基灰分《27%，粒徑為 《470μπι，所述油與煤的混合比例為油：煤=97-30:3-70。 陽00引優選的所述油的飽和分含量> 10%，鏈燒控含量《4%。
[0009] 優選的所述煤的揮發分> 28%，空氣干燥基水分《20%，空氣干燥基灰分 《23%。
[0010] 優選的所述油與煤的混合比例為油：煤=80-45:20-55。
[0011] 所述煤包括原料煤和作為催化劑載體的煤。
[0012] 所述煤優選的為褐煤、煙煤中的一種或兩種組合。
[0013] 所述油優選為中間基或環烷基原油、所述原油的常壓渣油和減壓渣油、催化油漿、 脫油漸青、《450°C的高溫煤焦油饋分油、全饋分的中低溫煤焦油中的一種或多種組合。
[0014] 進一步優選的所述油為所述中間級或環烷基原油的常壓渣油和減壓渣油的一種 或兩種組合。
[0015] 上述的一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性和選擇方法的用途，其特征在于用 于煤直接液化和油煤混煉工藝中，所述煤直接液化工藝W煤為原料，W煤液化的循環油為 供氨溶劑進行加工；所述油煤混煉工藝W重質原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油漸 青和煤焦油中的一種或者多種組合與褐煤、煙煤中的一種或者多種組合為原料進行加工， 油與煤的比例范圍為97-30:3-70。
[0016] 一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性和選擇方法的設計方法，其特征在于在 煤和油混合煉制工藝中設計所述油的性質為：飽和分含量> 8%，鏈燒控含量《6%，芳 控含量> 15% ;所述煤的性質為：氨/碳原子比> 0. 55,揮發分> 20%，空氣干燥基水 分《26%，空氣干燥基灰分《27%，粒徑為《470μπι，所述油與煤的混合比例為油：煤= 97-30:3-70〇
[0017] 發明的有益技術效果：
[0018] 本發明的一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配性和選擇方法，精確控制了進入加 氨反應器的油和煤的性質。本方法限定了芳香分的含量區間，芳控的含量不能太少，油中 適量的芳控使得油的結構與煤的相似，根據相似相溶原理，油對煤的溶脹性能提高，使得煤 和油充分混合和接觸，為煤的溶氨、供氨、加氨裂化提供充分的基礎；同時芳控的含量也不 能太多，氨碳比適中，否則溶氨能力下降、很難加氨裂化。本方法還限定了原料油的飽和分 的下限W及鏈燒控含量的上限，控制飽和分和環燒控的含量高而鏈燒控含量低，從而氨碳 比高，油的溶氨能力強；而且環燒控的結構與煤相似，活化氨原子的活化能較高，能夠將運 部分活化氨原子供應給煤，為裂化后的煤分子供氨，從而提高煤加氨裂化程度；且大量的 環燒控在加氨的高溫高壓臨氨環境下，不會發生容易被裂解為氣體控而無法帶動和促進煤 的作用。因此，所述原料油綜合考慮了對煤的溶脹程度、溶氨和供氨能力、加氨裂化的難易 程度、對煤的載運方面的綜合因素，選擇了飽和分含量> 8%，鏈燒控含量《6%，芳控含量 > 15 %的油作為原料油。
[0019] 同時本方法限定了原料煤的性質含量W及粒徑，氨/碳原子比>0.55,揮發分 > 20 %，空氣干燥基水分《26 %，空氣干燥基灰分《27 %，粒徑為《470μm，使得所述煤的 煤化程度較低，側鏈、官能團數較多，結構單元中縮合環數較低，橋鍵數量較多，容易加氨裂 化，對油煤混煉的適應性高。
[0020] 另外，從油對煤的載運角度考慮，所選擇的油和煤粉的密度盡量接近，使得油在載 運煤粉的時候不容易分層，油煤混合度好。而且所選擇的煤含雜原子較少，由于煤中所含水 分和灰分占據了裝置容量，所含雜原子如氮、硫和氧等不僅不能生成輕油，還會消耗寶貴的 氨氣資源，并且氮和硫的氨化物還是具有腐蝕性和毒性的有害物質。
【具體實施方式】
[0021] 為進一步闡述本發明的具體技術特征，下面將結合具體實例詳細敘述。
[0022] 本發明人經過大量的理論和試驗研究，提出一種煤和油混合煉制工藝原料的匹配 性和選擇方法。 陽〇2引實施例1
[0024] 本實施例W1#減壓渣油和1#煙煤為原料，煤和減壓渣油的基本性質見表1和表 2。采用如下油煤混煉工藝進行加工，首先將1#減壓渣油和1#煙煤進行處理制成油煤漿，再 與催化劑混合，最后與氨氣混合后升溫升壓進入漿態床反應器。油煤進料質量比例為5:5; 作為催化劑載體的煤粉與進料煤粉比例為1:5。煤油漿在漿態床反應器